高電壓絕緣絕熱液氮連接管的製作方法
2023-12-06 16:51:46 1
專利名稱：高電壓絕緣絕熱液氮連接管的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種高溫超導電纜中的高電壓絕緣絕熱液氮連接管，其不僅適用於高溫超導電纜技術，也適用於高壓電力工程。
背景技術：
高溫超導材料在近10-20年內必將步入大規模應用和產業化。與常規電纜相比，超導電纜具有傳輸容量大，能量損耗小等優點。只需要液氮冷卻的高溫超導電纜已被認為是高溫超導技術應用於電力工業並走向產業化看好的項目，因為液氮致冷的技術難度和運行成本都較低。
閉式循環致冷的超導電纜中液氮是通過終端恆溫器輸入和輸出的。終端恆溫器內連接超導電纜和高電壓母線的電流引線處於高電位，尤其是主絕緣在恆溫管外的溫絕緣型超導電纜，其電纜本體恆溫管與終端恆溫器都處於高電位。而超導電纜的製冷設備和低溫傳輸管線都必須是接地，只有這樣對於操作人員和設備才是安全的。由於存在數十至上百千伏電位差，連接電纜終端和低溫傳輸線的液氮接管必須具有高的電絕緣強度和較好的絕熱性能。目前通常的方法是採用玻璃纖維加強的酚醛環氧管，可工作在液氮和液氦溫區，能取代金屬管，並用氣凝膠等粉末絕熱材料代替真空超絕熱材料。粉末絕熱層的電絕緣強度和傳熱係數與氣壓相關，高氣壓能提高電絕緣強度，但降低了絕熱性能。美國Southwire公司的12.4kV/1.25kA超導電纜的終端恆溫器採用環氧管絕緣，並在粉末絕熱層充低於10bar的氮氣，結果終端的熱負荷高達230W。丹麥NKT公司的36kV/2kA超導電纜的絕緣液氮連接管充常壓氮氣，終端熱負荷最大為150W/個，電流引線和恆溫器低溫接口的熱負荷之和應不超過100W，可見絕緣液氮管的熱負荷約50W佔總數的1/3。為降低運行的致冷費用，並保證電絕緣性能滿足要求的前提下，降低氣凝膠層的氣壓，減小熱負荷，是本技術領域的一個重要課題。
發明內容
本實用新型的目的在於克服現有技術的不足與缺陷，提出一種高電壓絕緣絕熱液氮連接管，通過採用玻纖加強的環氧管作為絕熱層的內外管，夾層充以電絕緣和絕熱性能都優良的SiO2氣凝膠作為絕緣絕熱材料。在保證電絕緣性能滿足要求的前提下，適當降低運行時氣凝膠層的氣壓，減小傳熱係數，減小絕緣液氮連接管的熱負荷，使該終端熱負荷總數低於120W/個的限制。本實用新型不僅僅適用於高溫超導電纜終端，也可移植用於較高電壓等級的其他高溫超導電力應用，如故障電流限制器、超導變壓器等等。
為達上述目的，本實用新型提供一種高電壓絕緣絕熱液氮連接管，包括一主體，包括外管和套設在外管內的內管，外管和內管的左右兩個端部密封連接，以形成外管與內管之間的密封空間夾層，在所述的密封空間夾層內充有絕緣絕熱材料，內管兩端通透；一熱縮高壓母排絕緣套管，緊密地套設在所述的主體的外管外；多個熱縮傘裙，均勻排列套設在所述的熱縮高壓母排絕緣套管外；兩個高電位均壓環，套設在所述的熱縮高壓母排絕緣套管外，並分別置於所述的多個熱縮傘裙的兩側，用於屏蔽各突出零件的邊緣。
所述的外管和內管由玻璃纖維加強環氧管制成。
所述的充入密封空間夾層的絕緣絕熱材料為SiO2氣凝膠。
所述的主體的外管的壁上還有一個抽/充氣咀，與外管壁連為一體，並與密封空間夾層相通，其進一步包括抽氣咀體，為圓管狀，其下部與外管的壁密封連接，其上部為一法蘭盤，用於與抽/充氣裝置連接，在其內壁上有一凸起環；密封塞，為圓柱狀，置於所述的抽氣咀體內壁的凸起環之上，其下部有具外螺紋的螺絲頭，其頂部有供旋鈕工具插置的母孔，在密封塞的圓柱面上有兩個凹環槽；兩個O形密封圈，分別置於所述的兩個凹環槽內；過濾層擋圈，置於所述的抽氣咀體內壁的凸起環之下，其中心有通透的螺孔，與所述的密封塞上的螺絲頭螺紋配合；氣凝膠過濾層，置於所述的過濾層擋圈的下面。
所述的氣凝膠過濾層為化纖織物，其厚度為4～10毫米。
所述的多個熱縮傘裙的個數為4～10個。
所述的主體的左端部與高溫超導電纜終端恆溫器連接，可直接插入高溫超導電纜終端恆溫器的右端。
所述的主體的右端部為金屬管件，其與液氮傳輸管線的接口密封連接。
本實用新型的優點在於，其通過採用玻纖加強的環氧管作為絕熱層的內外管，夾層充以電絕緣和絕熱性能都優良的SiO2氣凝膠作為絕緣絕熱材料。在保證電絕緣性能滿足要求的前提下，適當降低運行時氣凝膠層的氣壓，減小傳熱係數，減小絕緣液氮連接管的熱負荷，使該終端熱負荷總數低於120W/個的限制。本實用新型不僅僅適用於高溫超導電纜終端，也可移植用於較高電壓等級的其他高溫超導電力應用，如故障電流限制器、超導變壓器等等。
圖1為高電壓絕緣絕熱液氮連接管的軸向剖面結構示意圖；圖2為抽/充氣咀的軸向半剖面結構示意圖；圖3為高電壓絕緣絕熱液氮連接管應用於高溫超導電纜終端時，與超導電纜終端恆溫器連接的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例詳細說明本實用新型的具體實施方式
。
如圖1所示，本實用新型提供一種高電壓絕緣絕熱液氮連接管，包括一主體1，包括外管11和套設在外管11內的內管12，外管11和內管12的左右兩個端部密封連接，以形成外管11與內管12之間的密封空間夾層13，在所述的密封空間夾層13內充有絕緣絕熱材料，內管12兩端通透；一熱縮高壓母排絕緣套管2，緊密地套設在所述的主體1的外管11外；多個熱縮傘裙3，均勻排列套設在所述的熱縮高壓母排絕緣套管2外；兩個高電位均壓環4，套設在所述的熱縮高壓母排絕緣套管2外，並分別置於所述的多個熱縮傘裙3的兩側，用於屏蔽各突出零件的邊緣。
所述的外管11和內管12由玻璃纖維加強環氧管制成。
所述的充入密封空間夾層13的絕緣絕熱材料為SiO2氣凝膠。
如圖1和圖2所示，所述的主體1的外管11的壁上還有一個抽/充氣咀14，與外管11的壁連為一體，並與密封空間夾層13相通，其進一步包括抽氣咀體141，為圓管狀，其下部與外管11的壁密封連接，其上部為一法蘭盤1411，用於與抽/充氣裝置連接，在其內壁上有一凸起環1412；密封塞142，為圓柱狀，置於所述的抽氣咀體141內壁的凸起環1412之上，其下部有具外螺紋的螺絲頭1421，其頂部有供旋鈕工具插置的母孔1422，在密封塞的圓柱面上有兩個凹環槽1423；兩個O形密封圈143，分別置於所述的兩個凹環槽1423內；過濾層擋圈144，置於所述的抽氣咀體內壁的凸起環1412之下，其中心有通透的螺孔，與所述的密封塞上的螺絲頭1421螺紋配合；氣凝膠過濾層145，置於所述的過濾層擋圈144的下面。所述的氣凝膠過濾層145為化纖織物，其厚度為4～10毫米，對於較粗大的連接管，相應其氣凝膠過濾層145的厚度就大些，對於較細的連接管，相應其氣凝膠過濾層145的厚度就小些。
所述的多個熱縮傘裙3的個數為4～10個，一般最佳為6個，如圖1所示，根據主體1的粗或細不同也可以分別選多或少的個數。
如圖1和圖3所示，所述的主體1的左端部與高溫超導電纜終端恆溫器5連接，可直接插入高溫超導電纜終端恆溫器5的右端。
所述的主體的右端部為金屬管件15，其與液氮傳輸管線的接口16密封連接。
以上所述實施例僅為高電壓絕緣絕熱液氮連接管應用於高溫超導電纜終端的情況，本實用新型不僅僅適用於高溫超導電纜終端，也可移植用於較高電壓等級的其他高溫超導電力應用，如故障電流限制器、超導變壓器等等。
權利要求1.一種高電壓絕緣絕熱液氮連接管，其特徵在於，包括一主體，包括外管和套設在外管內的內管，外管和內管的左右兩個端部密封連接，以形成外管與內管之間的密封空間夾層，在所述的密封空間夾層內充有絕緣絕熱材料，內管兩端通透；一熱縮高壓母排絕緣套管，緊密地套設在所述的主體的外管外；多個熱縮傘裙，均勻排列套設在所述的熱縮高壓母排絕緣套管外；兩個高電位均壓環，套設在所述的熱縮高壓母排絕緣套管外，並分別置於所述的多個熱縮傘裙的兩側，用於屏蔽各突出零件的邊緣。
2.根據權利要求1所述的高電壓絕緣絕熱液氮連接管，其特徵在於，所述的外管和內管由玻璃纖維加強環氧管制成。
3.根據權利要求1所述的高電壓絕緣絕熱液氮連接管，其特徵在於，所述的充入密封空間夾層的絕緣絕熱材料為SiO2氣凝膠。
4.根據權利要求1所述的高電壓絕緣絕熱液氮連接管，其特徵在於，所述的主體的外管的壁上還有一個抽/充氣咀，與外管壁連為一體，並與密封空間夾層相通，其進一步包括抽氣咀體，為圓管狀，其下部與外管的壁密封連接，其上部為一法蘭盤，用於與抽/充氣裝置連接，在其內壁上有一凸起環；密封塞，為圓柱狀，置於所述的抽氣咀體內壁的凸起環之上，其下部有具外螺紋的螺絲頭，其頂部有供旋鈕工具插置的母孔，在密封塞的圓柱面上有兩個凹環槽；兩個O形密封圈，分別置於所述的兩個凹環槽內；過濾層擋圈，置於所述的抽氣咀體內壁的凸起環之下，其中心有通透的螺孔，與所述的密封塞上的螺絲頭螺紋配合；氣凝膠過濾層，置於所述的過濾層擋圈的下面。
5.根據權利要求4所述的高電壓絕緣絕熱液氮連接管，其特徵在於，所述的氣凝膠過濾層為化纖織物，其厚度為4～10毫米。
6.根據權利要求1所述的高電壓絕緣絕熱液氮連接管，其特徵在於，所述的多個熱縮傘裙的個數為4～10個。
7.根據權利要求1所述的高電壓絕緣絕熱液氮連接管，其特徵在於，所述的主體的左端部與高溫超導電纜終端恆溫器連接，可直接插入高溫超導電纜終端恆溫器的右端。
8.根據權利要求1所述的高電壓絕緣絕熱液氮連接管，其特徵在於，所述的主體的右端部為金屬管件，其與液氮傳輸管線的接口密封連接。
專利摘要本實用新型涉及一種高電壓絕緣絕熱液氮連接管，包括一主體，包括外管和套設在外管內的內管，外管和內管的左右兩個端部密封連接，以形成外管與內管之間的密封空間夾層，在所述的密封空間夾層內充有絕緣絕熱材料，內管兩端通透；一熱縮高壓母排絕緣套管，緊密地套設在所述的主體的外管外；多個熱縮傘裙，均勻排列套設在所述的熱縮高壓母排絕緣套管外；兩個高電位均壓環，套設在所述的熱縮高壓母排絕緣套管外，並分別置於所述的多個熱縮傘裙的兩側，用於屏蔽各突出零件的邊緣。本實用新型不僅僅適用於高溫超導電纜終端，也可移植用於較高電壓等級的其他高溫超導電力應用，如故障電流限制器、超導變壓器等等。
文檔編號H01B12/16GK2676362SQ20032010395
公開日2005年2月2日 申請日期2003年11月4日 優先權日2003年11月4日
發明者畢延芳, 陳行倩, 羅南昌, 馬登奎, 侯波 申請人:北京雲電英納超導電纜有限公司